高考化学精准培优专练一 化学计算中的几种方法 （含解析）

这是一份高考化学精准培优专练一 化学计算中的几种方法 （含解析），共7页。试卷主要包含了守恒法等内容，欢迎下载使用。
1．守恒法
①．质量守恒法
典例1．有14 g Na2O2、Na2O、NaOH的混合物与100 g质量分数为15%的盐酸恰好反应，蒸干溶液，最终得固体质量为( )
A. 20.40 g B. 28.60 g C. 24.04 g D. 无法计算
【答案】C
【解析】混合物与盐酸反应后所得溶液为氯化钠溶液，蒸干后得到NaCl，由Cl－质量守恒关系可得100 g×15%×eq \f(35.5,36.5)＝m(NaCl)×eq \f(35.5,58.5)，解得m(NaCl)≈24.04 g。
②．原子(或离子)守恒
典例2．一定量的H2和Cl2充分燃烧后，将反应生成的气体通入100mL 1.0ml·L－1的NaOH溶液中，两者恰好完全反应，生成NaClO为0.01ml，则燃烧前H2和Cl2的物质的量之比为( )
A. 5∶4 B. 4∶5 C. 4∶3 D. 3∶4
【答案】B
【解析】100 mL 1.0ml·L－1的NaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量为1.0ml·L－1×0.1 L＝0.1ml；两者恰好完全反应，说明0.1ml NaOH完全反应，生成的0.01ml NaClO来自Cl2与NaOH的反应(Cl2＋2NaOH==NaCl＋NaClO＋H2O)，则氢气和氯气反应后剩余氯气的物质的量为0.01ml，消耗NaOH的物质的量为0.02ml，发生反应NaOH＋HCl==NaCl＋H2O，消耗NaOH的物质的量为：0.1ml－0.02ml＝0.08ml，则n(HCl)＝n(NaOH)＝0.08ml，n(H2)＝n(Cl2)＝eq \f(1,2)n(HCl)＝0.08ml×eq \f(1,2)＝0.04ml，所以原混合气体中含有Cl2的物质的量为：0.01ml＋0.04ml＝0.05ml，氢气的物质的量为0.04ml，燃烧前H2和Cl2的物质的量之比＝0.04ml∶0.05ml＝4∶5。
③．电子守恒
典例3．取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算到标准状态)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧
化钠溶液，生成沉淀质量为17.02 g。则x等于( )
A．8.64 B．9.20 C．9.00 D．9.44
【答案】B
【解析】反应流程为eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(Mg,Cu))eq \(――→,\s\up7(浓HNO3))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Mg2＋、Cu2＋\(――→\s\up7(NaOH))\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Mg(OH)2,Cu(OH)2)),NO2、N2O4))；x g＝17.02g－m(OH－)，而OH－的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，即：n(OH－)＝eq \f(8.96 L,22.4 L·ml－1)×1＋eq \f(0.672 L,22.4 L·ml－1)×2×1＝0.46ml；所以x g＝17.02g－0.46ml×17g·ml－1＝9.20g。
④．电荷守恒
典例4．在MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，c(Al3+)=0.4 ml·L-1，c(SOeq \\al(2−,4)）=0.9ml·L−1，则c(Mg2+)为（ ）
A.0.5 ml·L−1 B.0.4 ml·L−1 C.0.3 ml·L−1 D.0.2 ml·L−1
【答案】C
【解析】由电荷守恒易得：c(SOeq \\al(2−,4))×2=c(Al3+)×3+c(Mg2+)×2，所以答案为C。
2．差量法
典例5．将12g CO和CO2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后，得到气体的总质量为18g，则原混合气体中CO的质量分数为________。
【答案】87.5%
【解析】设原混合气体中CO的质量分数为x。
CuO ＋CO eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2 气体质量增加(差量)
28 g 44 g 44 g－28 g＝16 g
12x g 18 g－12 g＝6 g
eq \f(28,16)＝eq \f(12x,6)，解得x＝0.875。
3．关系式法
典例6．金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为Sn＋2HCl==SnCl2＋H2↑，再加入过量的FeCl3溶液，发生如下反应：SnCl2＋2FeCl3==SnCl4＋2FeCl2，最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2＋，反应的化学方程式为6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl==6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O。现有金属锡试样0.613 g，经上述反应后，共用去0.100ml·L－1 K2Cr2O7溶液16.0mL。求试样中锡的百分含量(假定杂质不参加反应，锡的相对原子质量为119)。
【答案】Sn与K2Cr2O7物质的量的关系：
3Sn～3SnCl2～6FeCl2～K2Cr2O7
3×119 g 1 ml
x 0.100×0.016 ml
x＝eq \f(3×119 g×0.100×0.016 ml,1 ml)＝0.571 2 g
w(Sn)＝eq \f(0.571 2,0.613)×100%≈93.2%。
4．假设法
典例7．16mL由NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应：6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5mL，则原混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况：①5∶3 ②3∶2 ③4∶3 ④9∶7。其中正确的是( )
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
【答案】C
【解析】根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。
6NO ＋ 4NH3 = 5N2＋6H2O(g) ΔV(气体的体积差)
6 mL 4mL 5mL 6mL (5＋6)－(4＋6)＝1 mL(理论差量)
9 mL 6mL 17.5－16＝1.5 mL(实际差量)
由此可知共消耗15 mL气体，还剩余1 mL气体，假设剩余的气体全部是NO，则V(NO)∶V(NH3)＝(9 mL＋1 mL)∶6 mL＝5∶3，假设剩余的气体全部是NH3，则V(NO)∶V(NH3)＝9 mL∶(6 mL＋1 mL)＝9∶7，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上是NO、NH3的混合气体，故V(NO)∶V(NH3)介于5∶3与9∶7之间，对照所给数据知3∶2与4∶3在此区间内。
5．讨论法
典例8．向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题：
（1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组
成，并分别列出。
（2）若通入CO2气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少？
【答案】（1）①K2CO3+KOH；②K2CO3；③K2CO3+KHCO3；④KHCO3
（2）白色固体是K2CO3和KHCO3的混合物；m(KHCO3)=0.0500ml、m(K2CO3)=0.0500ml；c(KOH)=0.500ml·L−1
【解析】（1）由于CO2和KOH反应时物质的量之比不同，则产物不同，故可根据CO2和KOH反应时物质的量之比对产物进行讨论。由：①CO2+2KOH==K2CO3+H2O；②CO2+KOH==KHCO3可知n(CO2)/n(KOH)=1/2时产物为K2CO3，n(CO2)/n(KOH)=1时产物为KＨCO3，所以n(CO2)/n(KOH)